Это открытие способствует усилиям по повышению глобальной продовольственной безопасности, направленным на повышение урожайности некоторых из наших важнейших основных сельскохозяйственных культур, таких как пшеница, хлопок и рис.
«Фермент Rubisco сбивал ученых с толку более 50 лет, поскольку он в тысячи раз менее эффективен в своей работе, чем большинство других ферментов», – сказал д-р Спенсер Уитни из Австралийского национального университета (ANU), который был руководителем исследовательской группы из Центр передового опыта ARC по трансляционному фотосинтезу.
Большая часть путаницы связана с очень сложной структурой Рубиско. Это фермент с 16 частями, для правильной сборки которого требуется помощь более 12 других белков.
«Мы сосредоточились на одном из белков-партнеров Rubisco, который называется RAF1. Поставляя Rubisco с партнером RAF1, мы обнаружили, что количество Rubisco, производимого в листьях, может быть увеличено более чем вдвое », – сказал он.
Рубиско – самый распространенный белок на планете. На него также возложена одна из самых важных задач в жизни на Земле: преобразование углекислого газа в органические соединения – строительные блоки всех клеток растений и животных.
«Понимание партнерства с RAF1 имеет важные последствия в отношении текущих усилий по ускорению вялой деятельности Rubisco – ключевой цели для повышения урожайности сельскохозяйственных культур», – сказал д-р Уитни.
"В мире с растущим спросом на продукты питания это является важной вехой на пути к увеличению скорости фотосинтеза у сельскохозяйственных культур, которые в значительной степени зависят от Рубиско."
Исследование, проведенное в сотрудничестве с Университетом Вуллонгонга и опубликованное в последнем журнале PNAS, показывает, что Рубиско и RAF1 развивались вместе. Изменения в одном белке требуют изменения баланса в другом.
«Мы улучшили производство модифицированного Rubisco в листьях, добавив модифицированную дополнительную версию RAF1», – сказал д-р Уитни.
«Включение RAF1 привело к удвоению уровней Рубиско, и в результате мы получили более высокие темпы фотосинтеза и роста растений по сравнению с растениями, в которые не был введен RAF1.
«Это открытие также объясняет, почему наши предыдущие попытки вставить более эффективные версии Rubisco из некоторых водорослей в листья растений потерпели неудачу – для них требуются шапероны, отличные от тех, что доступны в клетках листьев."